Note: Descriptions are shown in the official language in which they were submitted.
1 ~d~ ~ ~°~ ~~~al
TUYERE A SECTION VARTABLE
La prêsente invention concerne une tuyère à
section variable, Une telle tuyère est plus particulièrement
destinée à équiper les avions dits "d'affaires" et
"commerciaux", notamment en vue d'optimiser leurs performances
de vol de croisière tout en améliorant leurs performances au
décollage et en montée.
I1 est connu que 1a poussée maximale des
moteurs â réaction est atteinte lorsque la température
limite TTT (inter-étage turbine) ou EGT (température
d'échappement des gaz) est atteinte, et lorsque la vitesse
limite de rotation du ventilateur N1 est atteinte. Ces deux
limites ITT et N1 ne sont qu'exceptionnellement
concommitantes. En particulier, la poussée au décollage par
température ambiante élevée est habituellement limitée par la
température limite ITT ou EGT alors que la vitesse limïte de
rotation N1 du ventilateur n'est pas encore atteinte.
En conséquence, pour un avion commercial
ayant un poids en charge fixe, i1 est plus difficile de
décoller d°un aéroport situé dans un pays chaud que d'un
aêroport situé dans un pays froid> La diminution de la poussée
maximale de l'avion dans ces pâys chauds entraine ainsi une
augmentation du temps de décollage, donc des pistes d'envol
plus longues et une consommation d'énergie plus importante.
I1 est connu qu'au décollage et en montée, la
section optimale de la tuyère d'éjection du moteur à réaction
pour produire la poussée maximum est différente de la section
optimale de la tuyère d'éjection pour les conditions de vol en
croisière. Les tuyères d'é jection des moteurs à réaction des
avions "d'affaires" et "commerciaux" sont du type â sections
fixes et sont par conséquent conçues pour assurer le meilleur
compromis de performance entre les conditions de décollage, de
montée et de croisière. Lorsque ce compromis est plus
difficile â satisfaire, le motoriste équipe les moteurs de
tuyères du type convergentes/divergentes. L'objectif de telles
tuyères est d'augmenter leur coefficient de débit et de
poussée pour des taux de pression moteur relativement bas. Ces
X40 taux de pression moteur bas sont typiques des conditions de
2
décollage. Pour les conditions de vol de croisière, les taux
de pression moteur sont plus élevés et l'impact sur les
performances de tuyères convergentes/divergentes est souvent
négatif. Afin de trouver un bon compromis de fonctionnement de
la tuyère, les constructeurs jouent sur 1e pourcentage de
convergence/divergence de sorte que ce pourcentage soit
suffisamment haut pour amêliorer la poussée au moment du
décollage, et suffisamment bas pour ne pas trop réduire les
performances de vol de croisière. Or, ce compromis n'est qu'un
pis aller, dans la mesure où la poussée maximale de l'avion
est cependant définitivement limitée par la forme fixe de la
tuyère.
Il est déjà connu, pour des avions autres que
pour des avions °'d'affaires'° ou "commerciaux", et notamment
pour des avions militaires d'utiliser des tuyères à sections
variables. Comme la poussée d'un avion est directement
proportionnelle à la section de sa tuyère, il est ainsi
possible en modulant la section de la tuyère de choisir la
poussée optimale adaptée aux conditions de températures
extérieures rencontrées.
Les tuyères à section variable connues à ce
jour permettent de grande variation de 1a section de la tuyère
et sont constituées par des dispositifs du type multipétales
qui interdisent leur utilisation sur des avions "d'affaires"
ou "commerciaux", du fait de leur masse élevée et de leur
complexité. C'est pourquoi les tuyères à section variable
n'ont pas encore été adaptées ni sur les avions "d'affaires",
ni sur les avïons "commerciaux".
Le document US 14.577.814 (SNECMA) décrit une
tuyère à section variable pour un avion militaire. Cette
tuyère est prolongée par une demi-coquille pivotante supportée
par une demi-coquille Fixe. L'ouverture de la demi-coquille
pivotante permet de faire varier la section de la tuyère.
Un joint d'étanchéité assure l'étanchéité à l'air de la partie
mobile par rapport à la partie fixe. Cependant, la poussée
créée par une telle tuyère en position déployée est désaxée
par rapport à l'axe de l'avion. Dans le cadre d'un avion
militaire, une telle poussée désaxée est un atout augmentant
la manoeuvrabîlité de l'appareil. Or, pour un avion
r-,~ > ..~.~c'p °~, °Ä
PCd .~~ ~ .'! ~.~ ale ' w
3
"d'affaires" ou "commercial" une telle poussée désaxée est à
proscrire, car la composante transversale de cette poussée ne
participe pas à l'amélioration de la poussée optimale du
moteur.
I1 est également déjà connu, par le document
GB-588.501 (PEREGRINE) de réaliser une tuyère à section
variable, dont l'extrémité est munie d'une paire de demi-
coquilles pivotantes, ce qui permet d'éviter le phénomène de
désaxement de la poussée lors de l'ouverture des demi-
coquilles. Dans ce document cependant, l'articulation de ces
demi-coquilles nécessite deux pivots, un à amont, l'autre à
l'extrémité aval de la demi-coquille, ce qui implique un
système de tringlerie lourd et complexe. Les coquilles et leur
système de positionnement sont en outre enveloppés par une
structure externe fixe. Cette structure externe assure la
continuité du profil externe de la nacelle et forme interface
avec l'air ambiant. L'ensemble de l'installation se trouve
donc alourdi et présente un bord de fuite d'épaisseur considé-
rable, compte tenu, entre autres, que lesdites coquilles
pivotent â l'intérieur d'une structure fixe. I1 en résulte la
création d'une tramée qui varie d'ailleurs selon la position
des demi-coquilles et qui amoindrit d'autant la poussée de la
tuyère. Ainsi, bien que ce document concerne,une tuyère à
section variable, le système décrit entraîne un surpoids et
une baisse de poussée préjudiciables à l'effet recherché.
Le document GB-581.571 décrit quant à lui une
tuyère à section variable caractérisée par le fait que les
bords longitudinaux des demi-coquilles sont recouverts par une
structure à double peau ~ la peau interne de cette structure
ayant une forme de révolution générée à partir de l'axe de
rotation des coquilles, afin d'assurer l'êtanchéité avec les
bords longitudinaux desdites coquilles. Ces derniers sont
formés par une pièce de fonderie ou usinés de façon à être
pris en sandwich entre les peaux interne et externe des
coquilles. Ce type d'étanchéité non seulement n'est pas très
efficace puisqu'il n'y a pas de joint spécifique d'étanchéité,
mais aussi est compliqué et lourd du fait des formes usinées
qu'if nécessite.
Par aïlleurs, il est à noter que la structure
P~d,~, J ~! ~,.,v.~: ,~
de recouvrement à double peau des bords longitudinaux des
coquilles crée en fait un bossage important ancré très à
l'amont de la peau externe fixe, c'est-à-dire situé à l'amont
des ooquilles. Ces bossages de recouvrement des bords
longitudinaux des coquilles altèrent de façon significative
les contours extérieurs de la structure fixe ainsi que celui
des coquilles. Le système décrit augmente à la fois la masse
globale de l'installation, et la tramée d'écoulement, ce qui
conduit à diminuer les performances globales du moteur . la
consommation de carburant est augmentée' la poussée du moteur
est diminuée.
On notera notamment dans le brevet GB-586.571
que l'objectif recherché est d'éviter à la fois tout
phénomène de pompage du compresseur du moteur, et des
températures de fonctionnement trop élevées. Un tel système,
s'il permet d'atteindre l'objectïf fixé, affecte â la fois la
poussée et la consommation de carburant, ce que l'on cherche à
éviter dans le cadre de la présente invéntion.
20~ , La présente invention a pour but de pallier
l'ensemble de ces inconvénients et notamment de réaliser une
tuyère à section variable pour des avions "d'affaires" ou
"commerciaux" permettant à ces avions de voler avec une
pousse optimale dans toutes les phases du vol, à savoir, le
décollage, la montée, le vol de croisière et l'atterrissage.
On désire également augmenter la valeur de la poussée maximale
sans la désaxer par rapport à l'avion et créer une tuyère à
section variable facile à réaliser, de faible poids, facile à
mettre en oeuvre, et ne créant pas de forces de tramées
supplémentaires.
A cet effet, la présente invention concerne
une tuyère à section variable du type comportant
- une paroi fixe de tuyère,
- deux demi-coquilles pivotantes présentant
~5 chacune une face concave et une face convexe, positionnée dans
le prolongement de la paroi fixe et articulée selon un axe
d'articulation A placé en amont de la demi-coquille et
solidaire de la paroi fixe,
- deux poutres fixes prolongeant vers
;,~.
d ~ ,r ~i.ü eP
l'arrière la paroi fixe entre les deux demi-coquilles,
- des moyens de pivotement de chaque demi
coquille, adaptés pour entrainer en rotation chaque demi
coquille par rapport à la paroi fixe selon une pluralité de
positions entre une position dite repliée dans laquelle la
section d'échappement des gaz de la tuyère est minimale et une
position dite déployée dans laquelle la section d'échappement
des gaz est maximale,
- un joint d'étanchéité placé sur la paroi
Fixe et en contact avec chaque demi-coquille pivotante,
caractérisée en ce que
- la paroi fixe de la tuyêre est une double
paroi et chaque demi-coquille est constituée de deux peaux
solidaires l'une de l'autre
la peau externe de chaque demi-
coquille étant adaptée pour assurer directement la continuité
du profil externe de la tuyère,
. la peau interne de chaque demi
coquille étant adaptée pour assurer directement la continuité
du profil interne de la 'tuyère et
. le bord amont de chaque demi-coquille
s'inserrant entre chacune des parois de la tuyère fixe,
-- les moyens de pivotement sont fixés au
niveau de chaque partie amont des demi-coquilles, et
- chaque poutre fixe présente une enveloppe
interne munie d'un épaulement externe et est adaptée pour
être inserrée de manière étanche sous des bords latéraux de
chaque demi-coquille pour assurer une continuité de
l'écoulement de l'aïr à l'extérieur et à l'intérieur de la
tuyère quelle que soit la position des demi-coquilles.
Ainsi, le pivotement de chaque demi-coquille
pivotante, par rapport à l'axe de rotation solidaire de la
paroi fixe, provoque une augmentation ou une diminution de la
~5 section de la tuyère. Cette variation de la section de la
tuyère s'accompagne du coulissement des bords latéraux des
demi-coquilles dans les glissières des poutres fixes
avantageusement munies, à cet effet, d'un joint d°étanchéité.
De ce fait, malgré l'ouverture des deux demi-coquilles,
aucune fuite d'air entre les demi-coquilles n'est autorisée.
"-p ,~"'1q'°°~~'r'.?
m~~ J "~oa.A-. ~
6
En outre, l'ouverture des demi-coquilles étant synchronisée
par les moyens de pivotement, la poussée créée par une telle
tuyère rie subit aucun désaxement.
Avantageusement, l'étanchéité des deux demï-
coquilles mobiles par rapport aux parties fixes est réalisée
pour chacune des demi--coquilles par un seul et même joint
s'étendant à la périphérie des parties fixes en contact avec
une demi-coquille.
Une telle tuyère présente l'avantage en
position repliée de ne pas provoquer de discontinuités
aérodynamiques du fait de la présence des demi-coquilles
pivotantes. En effet, les glissières, en combinaison avec les
bords latéraux des demi-coquilles, assurent une bonne
continuité des filets d'air à proximité des poutres fixes.
En position déployée, les discontinuités
aérodynamiques créées par les demi-coquilles pivotantes sont
très limitées.
On notera encore que les peaux externes des
demi-coquilles pivotantes assurent directement la continuité
du profil externe de la nacelle. Ainsi, aucune structure
supplëmentaire n'enveloppe les demi-coquilles, ni n'est
rapportée sur la structure fixe amont. Ceci permet d'alléger
au maximum l'installation de la tuyère selon l'invention et
évite la création de forces de tra mée préjudiciables à la
poussée de la tuyère. En fait, la tuyère à section variable
selon l'invention est conçue pour apporter le moins de
perturbations possibles par rapport à une tuyère à section
fixe au niveau poids et tramée, tout en améliorant de manière
significative la poussée en fonction des différentes phases du
vol.
Avantageusement, les variations de section de
1a tuyère recherchées dans le cadre de la présente invention
sont volontairement limitées et peuvent être de l'ordre de
:;
15 ~ de la section initiale de la tuyère. L'augmentation
résultante de poussée au décollage par température ambiante
élevée est bien sûr fonction du type de moteur, mais peut être
supérieure à 5 ~. En croisière, les performances du moteur
sont optimales puisque la section initiale d'éjection de la
tuyère est spécifiquement optimisée pour cette condition de
7
vol.
Les coquilles pivotantes permettant
d'effectuer de telles variations de section sont, en
conséquence, de faibles dimensions, d'où une augmentation
minime du poids, un mécanisme d'entrainement en rotation
réduit et un aérodynamisme de la tuyère mieux appréhendé.
D'autres objets, caractéristiques et
avantages ressortiront d'ailleurs de la description qui suit
en référence aux dessins ci-annexés dans lesquels
- la figure 1 est une vue en perspective de
la tuyère selon l'invention en position dite repliée,
- la figure 2 est une vue semblable â la
figure 1 en position déployée,
- la figure 3 est une vue en coupe â échelle
agrandie du détail référencée III â la figure 1,
- la figure 4 est une vue en perspective
éclatée, montrant la fixation d'une demi-coquille pivotante
sur la paroi fixe de la tuyêre,
- la figure 4a est une vue en coupe, montrant
le recouvrement de la partie périphérique d'une demi-coquille
pivotante par la paroi fixe,
- la figure 5 est une vue en perspective
semblable à la figure 1, montrant le moyen de pivotement selon
l'invention,
- la figure 6 est une vue en perspective de
la paroi fixe, d'une tuyère selon une première variante de la
tuyère selon l'invention,
- la figure 7 est une vue en perspective
partiellement arrachée, montrant le moyen da pivotement
utilisé dans le cadre de la première variante de la figure 6,
- la figure 8 est une vue en perspective
montrant une seconde variante de la tuyère selon 1°invention,
- les figures 9 et 10 sont des vues en coupe
selon la ligne IX-IX de la figure 8, montrant respectivement
l'emboitement d'un bord latéral d'une demi-coquille pivotante
dans une glissière en position repliée et en position
déployée,
- la figure 11 est une vue schématique en
coupe montrant l'agencement des enveloppes internes de 1a
"°1,'~0°'~ r~
0~rr ~ ,l , N i.~ ~m
paroi fixe et d'une demi-coquille l'une par rapport à
l'autre,
- la figure 12 est une vue schématique en
perspective avec arrachement et coupe partielle montrant une
troisième variante de l'invention et,
- 1a figure 13 est une vue en perspective
avec arrachement et coupe partielle de l'extrémité de la
tuyère selon une quatrième variante de l'invention.
Selon la forme de réalisation montrée aux
figures 1 à 5, la tuyère 10 à section variable selon
l'invention comporte, d'une part, une paroi fixe de tuyère 11
de forme globalement tronconique et munie de deux extensions
rigides la prolongeant vers l'arrière, appelées poutres fixes
12, et d'autre part, deux demi-coquilles pivotantes 13
identiques articulées selon un axe de rotation diamétral A
solidaire de la paroi fixe.
Chaque demi-coquille 13 présente une forme
globalement demi-tronconique avec une face concave, une face
convexe, un bord amont 16, un bord aval 17 et deux bords
latéraux 18.
Comme on le voit mieux à 1a figure 4, chaque
demi.-coquille se fait face,' de sorte que les deux faces
concaves 1 b soient en regard l'une de l'autre. Chaque demi-
coquille est constituée d'une enveloppe interne 19 et d'une
enveloppe externe 20. Ces deux enveloppes présentent entre
elles un espace libre 21 allant en s'amenuisant du bord amont
vars le bord aval, et du milieu du bord amont (ou aval) vers
chaque bord latéral 18.
A la jonction du bord amont 16 avec chaque
bord latéral 18, an trouve un moyen d'articulation 22 inséré
dans l'espace libre 21. Ce moyen d'articulation est fixé
structurellement à l'intérieur de l'espace libre 21 sur
chacune des enveloppes interne 19 et externe 20. Chaque moyen
d'articulation 22 comporte une extension 23 munie d'un alésage
24 dont l'axe est parallèle à l'axe A de rotation.
Les enveloppes interne 19 et externe 20 se
rejoignent au niveau de chaque bord latéral 18, par un double
épaulement 25. Les parties extrêmales de chacune des
~+0 enveloppes sont ainsi unies de sorte à crëer chaque bord
en, ,-.. va., ~ u1 ra
off, ~' a'~ :~ , ~..:~.v
latéral 18.
De manière avantageuse, chaque bord latéral
18 présente une largeur croissante du bord amont 16 de la
demi-coquille vers son bord aval 17.
On notera que l'enveloppe externe 20 est plus
longue que l'enveloppe interne 19 au niveau du bord amont 16,
da sorte que l'enveloppe interne se trouve nettement en
'. retrait, d'une distance dite de retrait d, de l'enveloppe
externe. L'enveloppe externe définit ainsi une zone de
retrait.
Chaque demi-coquille 13 est en outre munie
d'un moyen de pivotement 40 (figure 5) constitué par un
support 26 fixé, par exemple, au milieu du bord amont de
l°enveloppe externe 20 de chaque demi-coquille et présentant
un axe d°articulation B parallèle à 1°axe de rotation A, un
ensemble de traction 27 dont une première extrémité est fixée
sur 1°axe B, et dont une seconde extrémité est constituée par
un écrou 28 se déplaçant le long d'une vis sans fin 2.9. La
vis sans fin est entraînée en rotation par un moteur 1~
(schématiquement représenté à la figure 5). La vis sans fin 29
est en outre rendue solidaire de la paroi fixe 11 par des
pattes de maintien 30 et 31.
La paroi fixe 11 (figure 4) est constituée
d'une enveloppe interne 32 et d'une enveloppe externe 33. Le
bord aval 14 de l'enveloppe externe 33 est situé
avantageusement en amont du bord aval de l'enveloppe interne
32. Entre ces deux enveloppes, on trouve un espace libre 34.
La périphérie interne des parties fixes de la
tuyére selon l'invention est munie d'un joint d'étanchéité 35
continu et en une seule pièce pour chacune des demi-coquilles.
Ces parties fixes sont constituées par le bord aval 14 de la
paroi fixe 11 en contact avec un bord amont 16 d°une demi
coquille pivotante 13 et le bord des poutres fixes 12 en
contact avec chaque bord latéral 18 de cette demi-coquille
pivotante.
Au niveau de la paroi fixe de la tuyère 11 et
dans 1°espace libre 34, on trouve deux supports d'axes de
rotation 36, disposés selon l'axe de rotation A, et
diamétralement opposés. Chacun de ces supports d'axes de
â~~'~ ~â ~â
rotation 36 est muni de deux flasques 37 s'étendant
perpendiculairement â l'axe de rotation A et parallèlement
l'un à l'autre. Chacun de ces flasques est percé de deux
5 alésages 38 parallèles l'un à l'autre et s'étendant
généralement selon l'axe de rotation A qu'ils définissent.
Ces supports d'axe de rotation 36 sont placés
dans l'espace libre 3~+ à une certaine distance des bords avals
de la paroi fixe. Avantageusement, cette distance correspond à
10 la distance de retrait d, entre les enveloppes interne et
externe des demi-coquilles pivotantes.
Les enveloppes interne et externe des poutres
fixes 12 constituent des glissières de recouvrement adaptées
pour enserrer les bords latéraux 18 des demi-.coquilles.
Le montage et le fonctionnement d'une telle
tuyère sont expliqués ci-après.
Les moyens d'articulation 22 de ohaque demi-
coquille 13 sont mis en place entre les flasques 37 des
supports d'axe de rotation 36. Un arbre A est inséré dans les
alésages 38 et 2~4 et fermement maintenu en position.
Les moyens de pivotement sont montés de sorte
que l'écrou 28 se déplace le long de la vis sans fin 29,
lorsque celle-ci est entrainée en rotation.
Les bords latéraux 18 des. demi-coquilles sont
insérés entre les enveloppes interne 32 et externe 33 des
poutres fixes 12. Le joint d'étanchéité 35 vient en contact
aven les bords latéraux 18 des demi-coquilles et assure une
étanchéité à l'air des poutres fixes 12 par rapport aux
parties mobiles 13, dans leurs zones longitudinales. Dans la
zone périphérique (figure 4a) de la tuyère fixe 11,
l'étanchéité entre tuyère fixe et mobile est assurée par 1e
recouvrement du joint d°étanehéité par une partie de la zone
de retrait. Le joint d'étanchéité 35 dans sa partie
périphérique reste constamment en contact avec l'enveloppe
interne 19 dans une partie de la zone de retrait pour toutes
les positions angulaires de la demi-coquille mobile 13.
La distance de retrait d entre les enveloppes
externe 20 et interne 19 permet de situer l'axe de rotation A
des demi-coquilles nettement en avant (en amont) de chaque
~+0 demi-coquille. Le bord amont de l'enveloppe interne 19 de
~'~ °t'11 r"°ï '"'1,T,', a-~ °-A
11
chaque demi-coquille 13 vient faire face au bord aval de
l'enveloppe interne de la paroi fixe 11, la zone de retrait
vient recouvrir Ie joint d'étanchéité 35 dans toute sa partie
périphérique, tandis que le bord amont de l'enveloppe externe
20 s'insère dans l'espace libre 3~4. On assure ainsi une bonne
continuité des filets d'air à la jonction des parties fixes
11, 12 et mobiles 13 de la tuyère dans les zones
longitudinales et périphériques.
Le fonctionnement d'une telle tuyère est
expliqué ci-après.
Lorsque les demi-coquilles sont montées, tel
que représenté à la figure 1, un signal de commande du moteur
M (figure 5) est émis. De ce fait, le moteur entra~ne la vis
sans fin en rotation dans un sens donné. L'écrou 28 engrène
avec cette vis, de sorte, par exemple, à tirer vers l'amont
chaque demi-coquille pivotante. De ce fait, chaque demi-
coquille pivote autour de son axe de rotation Vil, ce qui
entraîne par ailleurs une augmentation de la section de la
tuyère (figure 2). Cette augmentation de section est de faible
amplitude et demeure en gênéral inférieure à 15 %, et de
préférence, de l'ordre de 8 à 12 ~. Lorsque 12 moteur M
entraine en rotation la vis sans fïn dans l'autre sens, cela
provoque le repliage de chaque demi-coquille à l'intérieur des
poutres fixes et donc diminue la section de la tuyère. On voit
ainsi, qu'en agissant sur le sens de rotation et sur le nombre
de tours imposés aux vis sans fin 29, on fait passer la tuyère
ï selon l'invention d'une position repliée dans laquelle 1a
section de la tuyère est mïnimale à une position déployée,
dans laquelle la section de la tuyère est maximale, en passant
par une pluralité de positions intermédiaires.
Avantageusement, l'utilisation d'une vis sans fin comme moyen
de pivotement permet de verrouiller chaque demi-coquille en
une position quelconque entre la position déployée et Ia
pasition repliée. En effet, une telle vis est un mécanisme en
équilibre stable pour toutes les positions des demi-coquilles.
Le choix d'un tel moyen de pivotement permet donc de supprimer
tout moyen de verrouillage spécifique.
L'avantage d'un tel mode de réalisatïon
réside dans le fait que chaque demi-coquille pivotante est de
é~:'t~ â~~.~,"D°,4
12
faibles dimensions. Comme la variation de section recherchée
est faible, les demï-coquilles pivotantes et leur mécanisme
d'actionnement ne nécessitent pas de pièces importantes, ce
qui entraine un surplus de poids négligeable par rapport à une
tuyère fixe et ne pénalise donc en rien le surplus de poussée
obtenu, et qui est alors entièrement utilisable.
Avantageusement lors de la variation de la
section de la tuyère, les bords latéraux, du fait de leur
largeur croissante, restent toujours maintenus à l'intérieur
des poutres fixes 12 entre les enveloppes interne et externe
formant glissiére. Lors du basculement des demi-coquilles, le
joint d'étanchéité reste toujours en contact avec le bord
latéral 18 des demi-coquilles dans leurs parties
longitudinales et avec la zone de retrait dans leurs parties
périphériques. Ainsi, en position repliée, aucune
discontinuité aérodynamique interne ou externe n'est créée de
par la présence des demi-coquilles pivotantes. En position
déployée, les discontinuités créées sont très limitées et ne
sont dues qu'à la déformation non circulaire de la section de
la tuyère.
En outre et avantageusement, l'enveloppe
externe de 1a tuyère fixe recouvre toujours l'enveloppe
externe des demi-coquilles pivotantes, ce qui assure une
excellente continuité des profils externes 33 de la partie
fixe 11 et 20 de la partie mobile 13, pour toutes positions
angulaires des demi-coquilles.
De même, l'enveloppe externe des poutres
fixes 12 recouvre les bords latéraux 18 des demi-coquilles et
forme avec l'enveloppe interne correspondante une glissière
assurant le guidage des bords latéraux 18 de chaque demi-
coquille.
L'étanchéité est assurée par la disposïtion
du joint d'étanchéité sur les parties fixes longitudinales et
pérïphériques de la tuyère.
I1 est à noter que le contour de la tuyère
selon l'invention est strictement convergent lorsque cette
tuyère est en position repliée. On optimise ainsi les
conditions du vol de croisière (tuyère en position repliée).
Par contre, ce contour interne peut suivant le choix de la
13 ~~'~~~~~~~
position de l'axe d'articulation A au moment de la conception
de la tuyère, soit être strictement convergent, soit être
convergent/divergent :Lorsque cette tuyère est en position
déployée (optimisation des conditions de décollage et de
montée).
Selon une première variante de l'invention
représentée aux figures 6 et 7, l'axe d'articulation A' est
disposé à proximité du bord amont 114 de la paroi fixe 111. A
cet effet, des supports d'axes de rotation 136 ou charnières
sont placés près du bord amont 114. Les demi-coquilles
pivotantes 113 (non représentées) correspondantes présentent
des supports d'axes, adaptés à venir s'inserrer dans les
charnières 136. L'axe commun A' traverse les charnières 136 et
les supports.
Dans cette variante, les moyens de pivotement
140 sont placés perpendiculairement aux charnières 136
(figure 7) comme précédemment. Ces moyens de pivotement se
trouvent ainsi disposés entre les enveloppes interne 132 et
externe 133 des poutres fixes 112. Chaque moyen de pivotement
comporte un jeu de biellettes 141 solidaires par une de leur
extrémité avec un bord latéral 118 de demi-coquille. Leur
seconde extrémité est solidaire d'un écrou 142 se déplaçant,
le long d'une vis sans fin 143, lorsque celle-ci est entraînée
en rotation. Cette vis sans fin 143 est solidaire de la paroi
fixe par une patte de maintien 144.
Un moteur M' (représenté schématiquement)
provoque la rotation de la vis sans fin 143. L'écrou 142 se
déplace alors en entraînant par l'intermédiaire des biellettes
141 les demi-coquilles pivotantes. Celles-ci s'éloignent ou
s'inserrent plus profondément dans les glissières, sans
toutefois sortir de celles-ci complètement.
On réalise ainsi une tuyère à section
variable présentant les mêmes avantages que ceux du mode de
réalisation principal. Une telle variante permet cependant une
meilleure coordination des positions des demi-coquilles
pivotantes, étant donné que chaque moyen de pïvotement
commande simultanément les deux demi-coquilles. On évite ainsï
tout désaxement de la poussée par rapport à l'axe longitudinal
de l'avion.
~..y,.~"~1,',a sy ra
1 ~4 , 3 :l , -~ .m ;m
Selon une seconde variante de réalisation de
l'invention (figures 8 à 10), l'enveloppe externe des poutres
fixes est supprimée, ceci essentiellement pour alléger la
tuyère (fig. 8). Dans ce cas, seule demeure 1°enveloppe
interne 252 des poutres 212.
Comme on le voit mieux aux figures 9 et 10,
l'enveloppe interne 252 de la poutre fixe 212 est munie d'un
renfort longitudinal 250 formant épaulement et solidarisant
l'enveloppe interne 252 avec une glissière 251 portant un
joint d'étanchéité 235.
Le bord latéral 218 de chacune des demi-
coquilles 213 est structuré de telle sorte que l'enveloppe
externe 220 soit plus longue que l'enveloppe interrie 219.
L'espace libre 221 entre ces deux enveloppes est muni d'une
plaque formant surface d°appui 253 solidaire de chacune des
enveloppes interne et externe de la demi-coquille pivotante.
Lorsque les demi-coquilles 213 sont en position repliée la
plaque d'appui 253 repose contre le joint d'étanchéité 235 et
l'enveloppe externe 220 de chaque demi-coquïlle pivotante
recouvre totalement l'épaulement 250 et la glissière 251
correspondante (figure 9). Lorsque la demi-coquille 218 est en
position déployés (figure 10), la plaque d'appui 253 est
toujours en contact avec la glissière 251, mais l'enveloppe
externe 220 de la demi-coquille ne recouvre plus l'épaulement
250 que sur une faible partie de sa longueur. Cependant,
aucune fuite d'air n'est autorisée entre les demi-coquilles
pivotantes et la poutre fixe 212.
Une telle variante de réalisation permet
d'alléger la structure de la tuyère selon l'invention et de
rendre plus accessible l'axe d'articulation et les moyens de
pivotement.
Toutes les remarques faites en ce qui
concerne le mode de réalisation principal sont bien sûr
applicables aux deux variantes décrites ci-dessus et notamment
tout ce qui concerne la continuitê interne et externe des
filets d'air au niveau de la séparation des parties fixes et
des parties pivotantes.
On notera que le joint d'étanchéité en une
seule pièce peut être de toutes formes et dimensions
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f~Cs ~ . .9~ .l . H ~.d~ .o
appropriées. Notamment un tel joint peut être double.
Le recouvrement des enveloppes internes et externes, fixes et
mobiles, est primordial pour assurer une bonne étanchéité de
5 la tuyère salon l'invention. A cet effet, on notera que
l'enveloppe interne 19 des demi-coquilles pivotantes recouvre
l'enveloppe interne 3?. de la paroi fixe et, qu'en outre,
l'enveloppe externe 20 des demi-coquilles plonge sous
l'enveloppe externe 33 de la paroi fixe. Ainsi, les demi.-
10 coquilles sont prises en "sandwich" entre les enveloppes
interne 32 et externe 33 de la paroi fixe. Cette disposition
évite avantageusement toute discontinuité aérodynamique entre
les parties fixes et mobiles. Les discontinuités de contour
qui pourraîent apparaitre entre les enveloppes internes 19 et
15 32 des demi-coquillés pivotantes et de la paroi fixe sont en
fait fonction de la position en abscisse et en azimuth de
l'axe d'articulation A des demi-coquilles. Pour que ces
discontinuités soient évitées, il faut placer l'axe
d'articulation A suffisamment en amont par rapport au bord
amont 1~ des demi-coquilles.
Si cet axe d'articulation A n'est pas
suffisamment en amont du bord amont 16, on interpose entre les
enveloppes internes 19 et 32 des demi-coquilles et de la paroi
fixe, une jupe annulaire (figure 11) constituée d'une
pluralité de plaques ressort 61 solidaires de l'enveloppe
interne 32 de la paroi fixe, se recouvrant les unes les autres
et recouvrant 1°extrémité de l'enveloppe interne 19 de chaque
demi-coquille. Cet arrangement dans la zone périphérique de la
tuyére permet de rétablir la continuité des profils entre les
enveloppes internes 19 et 32.
Selon une troïsième et une quatrième variante
de réalisation (figures 12 et 13), l'enveloppe externe des
demi-coquilles pivotantes est complètement supprimée. Les
demi-coquïlles pivotantes sont maintenant essentiellement
constituées de leur enveloppe interne 319. Le bord de fuite
314 de l'enveloppe externe 333 dé la partie fixe 312 se situe
en amont du bord .de fuite 317 des demi-coquilles pivotantes
d'une quantité L permettant la rotation desdites demi-
coquilles pivotantes à la section d'éjection choisie. De façon
à supprimer la discontinuité de profils externes entre 312 et
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16
319, des plaques ressort, comme le montre la figure 12, sont
solidarisées avec 1°enveloppe interne 319 de chaque demi-
coquille pivotante de sorte que, lors de la rotation des demi-
s coquilles, l'extrémité libre 371 de ces plaques ressort
coulisse en dessous de l'enveloppe externe 333 de la paroi
fixe 312.
En variante et selon une quatrième forme de
réalisation de l'invention (figure 13), la plaque formant
ressort 420 est solidarisée, par exemple, par rivetage 470,
avec l'enveloppe externe 433 de la paroi fixe. Lors de la
rotation de la demi-coquille pivotante, l'extrémité libre 471
de la plaque ressort coulisse sur l'enveloppe interne 419 de
la demi--coquille pivotante.
De telles formes de réalisation (figures 12
et 13) permettent d'éviter tout interstice ou discontinuité de
surface entre les enveloppes externes des parties fixes et
mobiles. En effet, en raison de leur élasticité propre, les
plaques ressort 320 et X120 épousent au mieux la forme de
l'espaoe exîstant entre les enveloppes externes des parties
fixes et mobiles.
Bien entendu, la présente invention n'est pas
limi t e aux modes de réalisation décrits ci-dessus et englobe
toute variante à la portée de l'homme de l'art. Ainsi, les
moyens de pivotement et/ou les moyens d'articulation peuvent
être autres que ceux illustrés. Notamment, des moyens de
pivotement tels que vérins hydrauliques, électriques,
pneumatiques.., peuvent être utilisés. Dans le cas
d'utilisation de tels vérins, des moyens de verrouillage
(inclus dans les vérins ou situés sur les demi-coquilles) sont
nécessaires. De même, seules deux positions différentes des
demi--coquilles peuvent être recherchées (position déployée et
position repliée). Les formes et dimensions des demi-
coquilles pivotantes ne sont pas limitées à celles décrites.
Ainsi, chaque demi-coquille peut très bien être réalisée de
façon monobloc et non plus être constituée d'enveloppes
interne et externe. De même, les variations de sections
recherchêes peuvent être supérieures à 15 %.
